题目内容
如下图,工厂检验员通常用一个直径为2cm的标准圆柱和一个直径为1cm的标准圆柱检测一个直径为3cm的圆柱状洞口.为了保证质量,有时再插入两个合适的同号标准圆柱,分别与三圆柱相切.记A、B、C依次为直径2cm、3cm、1cm的圆柱截面圆的圆心,求插入的两个标准圆柱的直径.![]()
解:以经过三圆心A、B、C的直线为x轴,B为原点,建立直角坐标系,如右图设所求圆D的半径为R cm,连结DA、DC,连接BD并延长交⊙B于点E?
![]()
∵|DA|=1+R,|BD|=
-R,?
∴|DA|+|DB|=
>|AB|.?
∴点D在以A、B为焦点,长轴长为
的椭圆上.?
∵2a=
,2c=
,?
∴b2=a2-c2=
.?
∴该椭圆方程为
.?
又∵|DB|=
-R,|DC|=
+R,?
∴|DB|+|DC|=2>|BC|.?
同理,点D还在以B、C为焦点,长轴长为2的椭圆上.其方程为(x-
)2+
=1.?
由![]()
解得
或
?
∴R=|BE|-|BD|?
.?
∴插入的两个标准圆柱的直径是
cm.
点评:本题主要考查应用能力,将问题化归为椭圆,利用椭圆方程解决实际问题.
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